DRAM第一季度價格回暖,“存儲三雄”三星、美光、海力士圍繞DRAM的新一輪競爭已經(jīng)開始。三星將EUV導(dǎo)入DRAM,DDR5及LPDDR5等新產(chǎn)品的崛起,透露哪些迭代趨勢?在寒意猶存的第二季度,三大內(nèi)存企業(yè)的產(chǎn)能布局有什么側(cè)重點,聚焦哪些市場方向?
DRAM邁向EUV時代
三星于近期宣布,已經(jīng)成功出貨了一百萬個基于EUV技術(shù)的10nm級(D1x)DDR4模塊,成為首個在DRAM生產(chǎn)中使用EUV的企業(yè)。目前三星的EUV DDR4模塊已經(jīng)完成了全球范圍的客戶評估,將為高端PC、手機、企業(yè)服務(wù)器、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用使用更先進的EUV技術(shù)開啟大門。
EUV光刻是邏輯IC 7nm及以下制程的關(guān)鍵技術(shù),能夠提升產(chǎn)能,降低單片生產(chǎn)成本。EUV波長僅為13.5nm,遠遠小于DUV光刻機的193nm,能實現(xiàn)更高的分辨率,打造更小更快的芯片。臺積電的7nm加強版N7+以及后續(xù)的6nm、5nm、3nm工藝都將使用EUV設(shè)備,三星也從7nm節(jié)點開始使用EUV設(shè)備并將一直沿用到3nm工藝的開發(fā)。
三星首度在DRAM生產(chǎn)引入EUV,既有利于降低生產(chǎn)成本,也有利于提升差異化競爭能力。集邦咨詢在文字答復(fù)記者采訪時表示,DRAM進入10nm級時代,制程所需的光罩?jǐn)?shù)越來越高,EUV可有效減少光罩?jǐn)?shù)量來壓低成本。隨著DRAM向更先進的節(jié)點發(fā)展,EUV會變成不可或缺的工具,不過現(xiàn)階段供應(yīng)商仍處于試產(chǎn)階段,達到較高的經(jīng)濟效益才會將EUV導(dǎo)入量產(chǎn)。
行業(yè)分析師黃陽棋向記者指出,從技術(shù)必要性來看,當(dāng)前DRAM先進節(jié)點為1Znm(第三代10nm等級制造工藝),即使再進步兩代依舊沒有必須使用EUV的要求。但是三星宣稱EUV能夠使生產(chǎn)效率翻倍,從而大幅降低成本,使得其他廠商必須跟進,否則將在競爭中處于劣勢。在未來DRAM競爭中,EUV是一個必須的選項,這是市場競爭的結(jié)果。
海力士也注意到EUV對DRAM的重要性。2019年10月,海力士在聲明中稱,為滿足微型化電子設(shè)備及存儲單元對大容量、高密度數(shù)據(jù)存儲的需求,導(dǎo)入EUV勢在必行,海力士在韓國利川的M16工廠有望為EUV設(shè)備設(shè)立單獨區(qū)域。海力士預(yù)計,EUV將在2020年部分用于1Ynm(第二代10nm等級制造工藝)及以下DRAM的生產(chǎn)。
美光則在第一季度財報中指出,其在中國臺灣生產(chǎn)基地的凈室已經(jīng)具備EUV能力。
除了制程技術(shù),海力士、美光還聚焦封裝方案創(chuàng)新。海力士與科技公司Xperi旗下子公司Invensas簽訂新的專利與技術(shù)授權(quán)協(xié)議,獲得DBI Ultra 2.5D/3D互連技術(shù)授權(quán),該技術(shù)通過化學(xué)鍵而非銅柱實現(xiàn)芯片互聯(lián),能實現(xiàn)16層堆疊,顯著提升帶寬和存儲密度。美光的uMCP封裝方案將低功耗DRAM芯片與NAND芯片以及其主控相結(jié)合,與雙芯片解決方案相比節(jié)省40%空間,目前已經(jīng)送樣。
LPDDR5引領(lǐng)新一輪產(chǎn)品競爭
今年2月,美光宣布交付全球首款LPDDR5(低功耗DDR5)DRAM芯片。小米創(chuàng)始人兼董事長雷軍表示,小米10全線采用LPDDR5內(nèi)存,供應(yīng)商為美光和三星。根據(jù)美光提供的參數(shù),LPDDR5相較LPDDR4整機省電5%~10%,續(xù)航延長5%~10%。在小米采用LPDDR5的實測結(jié)果中,LPDDR5綜合場景下較LPDDR4續(xù)航提升約10%,游戲場景(王者榮耀)省電約20%,微信語音和視頻場景省電約10%。
在美光宣布小米將搭載其首款量產(chǎn)的LPDDR5后僅4個小時,努比亞創(chuàng)始人兼總裁倪飛在社交賬號宣布紅魔5G全系列標(biāo)配LPDDR5,配圖為三星LPDDR5產(chǎn)品圖。兩天后,Realme副總裁徐起宣布realme真我X50 Pro全系標(biāo)配三星LPDDR5。
小米10系列和realme真我X50 Pro的LPDDR5內(nèi)存最高為12GB,不過消費者有望在下半年見到搭載16GB LPDDR5的手機。今年2月,三星宣布面向下一代高端手機的16 GB LPDDR5開始量產(chǎn),數(shù)據(jù)傳輸速率達到5500Mb/s,是LPDDR4X版本的1.3倍。相比8GB LPDDR4, 16GB LPDDR5能降低20%的功耗并提供兩倍的性能。三星計劃在平澤工廠繼續(xù)擴產(chǎn)LPDDR5,并在第二季度規(guī)模量產(chǎn)基于第三代10nm工藝的16GB LPDDR5。美光科技移動產(chǎn)品事業(yè)部市場副總裁Christopher Moore也表示,預(yù)計2020年下半年就會出現(xiàn)16GB內(nèi)存的手機,美光已經(jīng)接到很多16GB內(nèi)存需求。
相比LPDDR5,DDR5的規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用步伐稍緩,但領(lǐng)軍內(nèi)存企業(yè)都在加緊布局。海力士計劃今年量產(chǎn)DDR5,三星計劃2021年基于D1a工藝大規(guī)模量產(chǎn)DDR5,美光1Znm制程的 DDR5 寄存型 DIMM (RDIMM) 已開始出樣。據(jù)悉,海力士DDR5內(nèi)存頻率最高達8400MHz,單顆最大內(nèi)存容量為64GB,相比DDR4帶寬翻倍。集邦咨詢向記者表示,DDR5的進程比LPDDR5更晚,主要應(yīng)用場景以計算機、服務(wù)器產(chǎn)品為主,但需要配合主流CPU的規(guī)格,預(yù)計到2021年的下半年才能在市場上看到一定數(shù)量的產(chǎn)品。
產(chǎn)能向先進制程和新產(chǎn)品傾斜
2019年,內(nèi)存價格經(jīng)歷至暗時刻。三星2019年盈利較2018年下降52.8%,海力士2019年盈利同比下降87%,美光同比下降23%。集邦咨詢向記者表示,在產(chǎn)能擴增放緩的情況下,三大DRAM供應(yīng)商今年的發(fā)展方向為持續(xù)朝向1Y、1Znm制程做轉(zhuǎn)換。在比拼技術(shù)的同時,也要比拼產(chǎn)品質(zhì)量、良率和轉(zhuǎn)換進度。
海力士計劃2020年重點提升1Ynm DRAM產(chǎn)量。海力士首席技術(shù)官Jin-seok Cha表示,海力士今年的投資會聚焦在向1Ynm的技術(shù)遷移以及96層和128層NAND,采用1Ynm的DRAM占比將提升40%。1Znm也將于年內(nèi)正式投入批量生產(chǎn)。
三星也將為新產(chǎn)品建立產(chǎn)線。為了更好地滿足市場對下一代DDR5及LPDDR5 DRAM不斷增長的需求,三星除導(dǎo)入EUV技術(shù),還將于今年下半年在韓國平澤市建立第二條半導(dǎo)體產(chǎn)線。
美光則跟據(jù)市場需求調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)。美光在第二季度財報指出,受新冠肺炎疫情影響,遠程辦公、游戲、宅經(jīng)濟導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心DRAM需求走高,隨之上升的需求還有筆記本電腦,手機和個人電子設(shè)備的DRAM需求則低于預(yù)期。美光表示,對DRAM和SSD的供應(yīng)將更多從智能手機轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心市場。黃陽棋表示,今年手機內(nèi)存原本預(yù)計會有隨著5G換機所帶來的高速增長,但由于受到疫情影響,手機出貨量不及預(yù)期,也會影響到內(nèi)存行業(yè)全年的增長不及預(yù)期。服務(wù)器將會是今年內(nèi)存增長的主要動力。